某復(fù)合土工膜防滲堆石壩工程大壩穩(wěn)定分析計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22509某復(fù)合土工膜防滲堆石壩工程大壩穩(wěn)定分析計(jì)算案例 1325461.1計(jì)算原理及方法 1191141.2壩坡穩(wěn)定分析 2286981.3壩坡面復(fù)合土工膜的穩(wěn)定分析 31.1計(jì)算原理及方法（1）計(jì)算方法常用的穩(wěn)定性分析方法有：瑞典圓弧法、畢肖普法和折線法。瑞典圓弧法更適用于堆石壩區(qū)的土壩、厚土斜墻和厚土心墻。折線法更適用于堆石壩的混凝土面板堆石壩、薄土斜墻和薄土心墻。本工程位于復(fù)合土工膜堆石壩防滲區(qū)，靠近混凝土面板堆石壩，采用折線法。在進(jìn)行堆石邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)前，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)和室內(nèi)大型試驗(yàn)，測(cè)定堆石各部位的干容重和內(nèi)摩擦角。但是，在試驗(yàn)和使用這些參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮堆石各部位自重的豎向壓應(yīng)力對(duì)這些參數(shù)的影響。如在堆石下部，壓應(yīng)力的垂直力較大，石塊的棱角可能被壓碎，使石塊之間的咬合性較差，因此內(nèi)摩擦角相對(duì)較小。相反，在堆石料的較高部位，自重較小，石料之間的咬合性較好，內(nèi)摩擦角較大。由于堆石壩上游邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)未考慮上游庫(kù)水壓力，因此上下游邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法基本相同。因此，本次設(shè)計(jì)僅計(jì)算下游邊坡的穩(wěn)定性。（2）計(jì)算原理在計(jì)算中，假設(shè)用堆石體的坡面和與水平面相交的坡角來畫出堆石體的角度，然后在橫剖面圖假設(shè)了幾個(gè)可能的由虛線組成的滑動(dòng)面，如圖6-10所示。圖6-12折線法計(jì)算簡(jiǎn)圖將滑動(dòng)土體分為DEBC和ADE兩塊，各塊重量分別計(jì)為W1、W2,兩塊土體底面的抗剪強(qiáng)度分別為φ1、φ2。采用折線滑動(dòng)靜力計(jì)算法，假定條塊間作用力為P，其方向?yàn)樗?。則DEBC土塊的平衡式為：（6-12）（6-13）ADE土塊的平衡式為：考慮到各滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度相同，兩個(gè)公式中的安全系數(shù)應(yīng)相等，才能求解。在我國(guó)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》中，高山穩(wěn)定性分析的穩(wěn)定安全系數(shù)要求中，填石壩坡抗滑穩(wěn)定的最小安全系數(shù)[k]=1.2。假定條間力為水平時(shí)，安全系數(shù)可降低8%，故[k]=1.1041.2壩坡穩(wěn)定分析驗(yàn)算下游壩坡是否穩(wěn)定：假定6組滑動(dòng)面，分別按上述方法算出。(具體計(jì)算過程見計(jì)算書)得出的分別為、、、、、，均滿足要求，壩坡穩(wěn)定。但由于在取6個(gè)滑動(dòng)面的時(shí)候存在一些主觀性，并不一定會(huì)剛好取到壩坡的最危險(xiǎn)截面，故結(jié)果存在一定的誤差。1.3壩坡面復(fù)合土工膜的穩(wěn)定分析根據(jù)規(guī)范要求采用極限平衡法計(jì)算復(fù)合土工膜穩(wěn)定，具體方法如下。1)混凝土護(hù)坡與復(fù)合土工膜間抗滑穩(wěn)定計(jì)算現(xiàn)澆混凝土保護(hù)層厚10㎝，設(shè)豎縫，縫距15m，縫內(nèi)放瀝青處理過的木條1m長(zhǎng)，間斷1㎝，且在護(hù)坡混凝土板線設(shè)=1㎝、孔距2m的排水孔，使其暢通排水。因此水庫(kù)水位降落時(shí)，混凝土護(hù)坡與復(fù)合土工膜間的水與水庫(kù)水位同步下降，對(duì)混凝土板不產(chǎn)生反壓力。故竣工期、滿蓄期以及水位下降期抗滑穩(wěn)定分析相同?，F(xiàn)澆混凝土與復(fù)合土工膜的摩擦系數(shù)采用0.6，粘結(jié)力按0.0、0.1kg/㎝2分別計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)。由受力平衡可得安全系數(shù)K為：（6-14）式中：f為摩擦系數(shù)；為壩坡與水平面夾角；c為粘結(jié)力；t為混凝土保護(hù)層厚度（取10㎝）；為混凝土密度。計(jì)算結(jié)果見下表：表6-9圖6-11極限平衡法示意圖粘結(jié)力c(kg/㎝2)0.00.1安全系數(shù)K0.98.6顯然，經(jīng)過涂瀝青處理和現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡后，壩坡是穩(wěn)定的。2)復(fù)合土工膜與下墊層間的抗滑穩(wěn)定計(jì)算考慮不利運(yùn)行情況，分竣工期未蓄水和水庫(kù)滿蓄運(yùn)行兩種情況。由于蓄水后水壓力使復(fù)合土工膜對(duì)下墊層施加很大壓力，使其安全系數(shù)更大，故只計(jì)算竣工期未蓄水情況。復(fù)合土工膜與墊層水泥漿之間摩擦系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)資料采用0.577，粘結(jié)力c=0.0、0.1kg/㎝2分別計(jì)算。由受力平衡可得安全系數(shù)K為：（6-15）式中：f為摩擦系數(shù)；為壩坡與水平面夾角；c為粘結(jié)力；t為混凝土保護(hù)層厚度（